题目内容
实验室中的药品一般要密封保存,否则可能会与空气接触而变质。某研究性学习小组的同学对实验室里久置于空气中变质的过氧化钠(Na2O2)固体的成分进行探究。
[查阅资料](1)Na2O2的化学性质很活泼,能与水、二氧化碳反应,相关反应的化学方程式为:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ 2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2↑
(2)CaCl2溶液为中性
[猜想]I:固体为Na2O2、NaOH、Na2CO3的混合物
Ⅱ:固体为NaOH和Na2CO3的混合物
Ⅲ:固体为NaOH
Ⅳ:固体为Na2CO3
[实验探究]
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
①取少量固体于试管中,加水振荡,直至完全溶解 | | 猜想I不成立 |
②取少量①的溶液于试管中,滴加CaCl2溶液至过量 | | 证明有Na2CO3存在 |
③ | | 证明有NaOH存在 |
综合以上实验现象,说明猜想Ⅱ是成立的。 |
(2)实验操作②中“滴加CaCl2溶液至过量”的目的是
[实验探究]①无明显现象(或无气泡产生);②产生白色沉淀;③取少量②的溶液于试管中,滴加几滴无色酚酞试液,振荡; 酚酞试液变红;[反思评价](1)Na2CO3+CaCl2=CaCO3↓+2NaCl;(2)除去溶液中的Na2CO3,防止干扰NaOH的鉴定。
解析试题分析: 因为猜想Ⅰ不成立,故没有Na2O2存在,所以无明显现象(或无气泡产生);因为有碳酸钠的操作,而碳酸钠能与氯化钙反应生成白色碳酸钙沉淀;因为要证明碳酸钠和氢氧化钠共同存在,因为二者都显碱性,故应先除去碳酸钠,在②实验所得的溶液中加入无色酚酞试液。变红色说明含有氢氧化钠;明确实验原理即可填写(1)化学方程式(2)滴加过量氯化钙的目的。
考点:实验探究物质的组成成分以及含量;过滤的原理、方法及其应用;酸的化学性质;碱的化学性质;书写化学方程式
世界上每年因锈蚀而报废的金属设备和材料,高达产量的20%~40%,某实验小组对铁的燃烧和锈蚀进行如下探究
探究一:铁丝燃烧
如图1所示,取3根粗细、长度均相同的光亮细铁丝,将其中两根分别盘成螺旋状,在每根铁丝一端系上粗铜丝,另一端系一根火柴杆,点燃火柴杆待快燃尽时,分别插入充满氧气的集气瓶中,观察到:观察到:Ⅰ、Ⅱ中铁丝都剧烈燃烧,且Ⅱ中铁丝燃烧比I中的更剧烈;Ⅲ中铁丝没有燃烧.
(1)集气瓶中加入少量水的作用: .
(2)为什么Ⅲ中铁丝不能燃烧 .
(3)分析Ⅱ中铁丝燃烧比Ⅰ中更剧烈的原因 .
探究二:铁粉腐蚀的条件
如图2所示,将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上,迅速塞紧,观察到量筒内水沿着细导管慢慢进广口瓶(容积为146mL).当温度恢复至室温,且量筒内水面高度不变时读数(此时瓶内氧气含量近似为零).记录起始和最终量筒的读数以及所需时间如下表.
序号 | 样品 | 量筒起始 读数/mL | 量筒最终 读数/mL | 所需时间 /min |
1 | 1g铁粉、0.2g碳和10滴水 | 100 | 72 | 约120 |
2 | l g铁粉、0.2g碳、10滴水和少量NaCl | 100 | 72 | 约70 |
3 | | \ | \ | \ |
(5)实验①和②说明NaCl可以 (填“加快”或“减慢”)铁锈蚀的速率.
(6)实验开始后,广口瓶内温度有所上升,说明铁的锈蚀过程是 (填“放热”或“吸热”)过程.
(7)实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响,请在表格空白处填写实验③的样品组成是 .
(8)该装置还可用于测量空气中氧气的含量,根据上述数据计算氧气的体积含量是 %(精确到小数点后1位),试分析该实验结果出现误差的原因 (写任意一条即可)
(10分)科学家设想利用太阳能加热器“捕捉CO2”、“释放CO2”,实现碳循环(如图所示)。
某化学小组的同学对此非常感兴趣,在老师的指导下,设计如下装置探究上述设想的反应原理是否可行。
(1)能证明装置A“释放CO2”的现象是 ;
(2)装置B在实验结束撤掉酒精喷灯时的作用是 ;
(3)上述反应结束后,小组同学对D中固体的成分进行探究,以证明是否“捕捉”到CO2。
【猜想与假设】
D中的固体可能为:I.只有氧化钙;Ⅱ.氧化钙与碳酸钙;Ⅲ.只有碳酸钙
【进行实验】
①甲同学从D中取一定量的固体于试管中,并加入一定量的水,振荡,有白色不溶物。甲同学据此认为试管中的固体为碳酸钙,即猜想Ⅲ成立。乙同学认为上述实验不足以证明猜想Ⅲ成立,其理由是 。
②乙同学从D中取一定量的固体于试管中,加入一定量的水,触摸试管外壁,感觉发热;继续向试管中加入几滴稀盐酸,没有发现气泡产生。乙同学据此认为试管中的固体只有氧化钙,即猜想I成立。丙同学认为乙的实验不足以证明猜想I成立,理由是 。
③丙同学认为利用感觉温度变化的方法判断是否有氧化钙不可靠,他用水、酚酞试液和
稀盐酸证明了猜想Ⅱ成立,请完成他的实验报告。
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
| | 猜想Ⅱ成立 |
有 (填字母序号)。
A.原料易得 B.充分利用太阳能 C.释放出的CO2可作为资源加以利用
(6分)在化学课上,甲同学将燃烧的钠迅速伸入到盛有CO2的集气瓶中,钠在其中继续燃烧,反应后冷却,瓶底附着黑色颗粒,瓶壁上粘附着白色物质。
【提出问题】黑色颗粒和白色物质是什么?
【进行猜想】甲认为黑色颗粒是 ,白色物质可能是Na2O或Na2CO3或 ,乙同学还认为白色物质是氢氧化钠。
甲同学立刻认为乙同学的猜想是错误的,其理由是: 。
【查阅资料】氧化钠为白色粉末,溶于水生成氢氧化钠: Na2O+H2O ="=" 2NaOH
【实验探究】甲同学对白色物质进行实验探究。
实验方案 | 实验操作 | 实验现象 | 结论 |
方案1 | 取样品少量于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入无色酚酞试液 | 溶液变成红色 | 白色物质 为Na2O |
方案2 | ①取样品少量于试管中,加入适量水,振荡,样品全部溶于水,向其中加入过量的CaCl2溶液 | 出现白色沉淀 | 白色物质 是 。 |
②静置片刻,取上层清液于试管中,滴加无色酚酞试液 | 无明显现象 |
【得出结论】钠在二氧化碳中燃烧的化学方程式为: 。
(15分)实验室有一瓶长期暴露在空气中的氢氧化钠固体样品,观察发现,样品表面有白色粉末。某兴趣小组的同学对该样品的成分及含量进行了探究。
【提出问题】该样品中含有那些物质?
【提出猜想】通过分析,提出如下猜想:
猜想Ⅰ:已完全变质,该样品中只含Na2CO3;
猜想Ⅱ:部分变质,该样品中含有NaOH和Na2CO3。
则NaOH变质反应的化学方程式为 。
【查阅资料】
①碱性的Na2CO3溶液可以与中性的CaCl2溶液发生复分解反应;
②CO2在饱和碳酸氢钠溶液中几乎不溶解。
【实验探究1】为确定该样品的成分,小明设计了如下实验方案,请你一起完成下列实验报告。
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
(1)取少量样品溶于水,加入 ; | 白色沉淀产生 | 该反应的化学方程式: ; |
(2)将上述反应后的混合物过滤,取滤液加入 。 | 。 | 证明猜想Ⅱ正确 |
【实验探究2】小红同学设计如下图所示装置(铁架台略去),实验在27℃,101kPa下进行,步骤如下:
①按图连接好装置;
②用托盘天平准确称取该样品2g,放入A中试管内,向B中集气瓶中倒入饱和碳酸氢钠溶液至瓶颈处;
③向分液漏斗中加入稀硫酸,打开活塞,让稀硫酸滴入试管中至过量,关闭活塞。反应结束后,量筒中收集到饱和碳酸氢钠溶液220mL。
请回答下列问题:
(1)在实验步骤①和②之间,还缺少一实验步骤,该实验步骤是 ;
(2)B中集气瓶盛放的饱和碳酸氢钠溶液不能用水代替,其理由是 ;
(3)试管中原有的空气对实验结果是否有明显影响? (填“有”或“没有”)
(4)变质氢氧化钠样品中碳酸钠的质量分数为 。(在27℃,101kPa时二氧化碳的密度为1.8g/L)(计算结果精确至1%)
【提出问题3】怎样提纯该样品得到纯净的氢氧化钠固体?
【实验探究3】为得到纯净的氢氧化钠固体,小亮设计了如下图所示的实验流程。
请回答下列问题:
(1)操作①、②、③的名称分别为 ,为了使样品充分溶解,操作①中还要用到的玻璃仪器是 ;
(2)该实验中发生反应的化学方程式为 ;
(3)最终所得氢氧化钠固体质量 变质后样品中氢氧化钠的质量(填“小于”、“等于”或“大于”)。
【实验反思】
(1)通过本题,你学会了定性检验氢氧化钠的变质、定量测定变质样品中某成分的含量,以及除杂提纯物质。为了得到可靠的实验结果,探究过程中你需要思考的问题有 (填数字序号);
①选择试剂种类 ②确定试剂用量 ③试剂产地 ④实验装置与步骤的设计 ⑤实验安全环保 ⑥测量中减少误差
(2)实验探究Ⅰ中的检验和实验探究3中的除杂都将碳酸钠进行了转化,但二者目的不同,分别是 。
(7分)某研究性学习小组在验证“碱使酚酞试液变红”的实验时,发现一个意外现象:将酚酞试液滴入某NaOH溶液中,溶液变成了红色,可是过一会儿红色却消失了。
【提出问题】是什么原因导致滴有酚酞的NaOH溶液由红色褪为无色?
【猜想与假设】他们分别对这种意外现象作如下猜想:
甲同学:可能是酚酞与O2发生了反应;
乙同学:可能是NaOH溶液与空气中的CO2发生了反应;
丙同学:可能与NaOH溶液浓度大小有关;
你认为可能还与_________________________________有关(写一条即可)。
【设计实验】三位同学分别设计实验验证自己的猜想:
(1)甲同学设计了如下实验,请你填写下表。
实验步骤 | 设计这一步骤的目的 | 实验现象 | 实验结论 |
1.将NaOH溶液加热煮沸 | | 溶液变红,过一会儿红色消失 | 甲同学猜想_______(填“正确”或不正确”) |
2.向冷却后的溶液中滴人酚酞,并滴一些植物油在其上方 | |
[注意:若答对第(3)小题奖励4分,化学试卷总分不超过60分。]
(3)丙同学使用了色度传感器测溶液的颜色。他在a、b、c三个比色皿中分别加入等量5%、10%、20%的NaOH1溶液,然后各滴加2滴酚酞试液。溶液颜色的变化曲线如图[说明:溶液无色时色度值(透过率)为100%]。请你观察右图回答问题。①写出两条规律性结论:______________________________________________;
______________________________________________。
②推测5%的NaOH溶液滴加2滴酚酞试液后褪为无色的时间约为( )
A.小于30s B.30-90s C.90-140s D.140-180s E.180-280s F.大于280s